Définition du cofacteur
Un cofacteur est un produit chimique non protéique qui aide à une réaction chimique biologique. Les co-facteurs peuvent être des ions métalliques, des composés organiques ou d’autres produits chimiques qui ont des propriétés utiles que l’on ne trouve généralement pas dans les acides aminés. Certains cofacteurs peuvent être fabriqués à l’intérieur du corps, tels que l’ATP, tandis que d’autres doivent être consommés dans les aliments.
Les minéraux, par exemple, proviennent de l’environnement et ne peuvent être fabriqués à partir de rien par aucune cellule vivante. Les composés organiques que nous appelons « vitamines” sont des cofacteurs que notre propre corps ne peut pas fabriquer, nous devons donc les consommer à partir de la nourriture pour que nos cellules puissent remplir des fonctions vitales essentielles.
Au niveau biochimique, les cofacteurs sont importants pour comprendre le déroulement des réactions biologiques. La présence ou l’absence de cofacteurs peut déterminer la vitesse à laquelle les réactions se déroulent de leur réactif à leur produit.
Au niveau biologique, la compréhension des cofacteurs est importante pour comprendre la santé. Sans les cofacteurs appropriés, les humains et les autres animaux peuvent développer des maladies graves et même la mort.
Fonction des cofacteurs
Les cofacteurs servent généralement à fournir des groupes chimiques ou des propriétés qui ne se trouvent pas dans d’autres groupes chimiques.
L’ATP, par exemple, est un cofacteur doté d’une capacité unique à transférer de l’énergie pour piloter des processus chimiques tels que l’activité des enzymes et des protéines de transport.
L’hème, quant à lui, est un complexe chimique qui contient du fer, ce qui permet à l’hème de se lier aux molécules d’oxygène d’une manière unique. L’hème est nécessaire pour que nos cellules sanguines transportent l’oxygène dans notre corps.
Il existe des dizaines de cofacteurs connus, dont chacun peut être nécessaire pour de multiples réactions biochimiques, comme illustré ci-dessous.
En conséquence, les fonctions des cofacteurs peuvent être aussi diverses que leurs structures et propriétés chimiques.
Les effets très variés des cofacteurs peuvent être observés en étudiant les carences en vitamines: les carences en différentes vitamines, dont beaucoup sont des cofacteurs, ont de nombreux effets négatifs différents sur la santé humaine.
Types de cofacteurs
Vitamines
Les vitamines sont des composés organiques qui sont des co-facteurs des réactions biochimiques nécessaires. Les vitamines doivent généralement être consommées dans l’alimentation, car elles ne peuvent pas être fabriquées à l’intérieur du corps.
De nombreuses vitamines sont des cofacteurs qui aident les enzymes à catalyser les réactions, telles que la production de protéines importantes. La vitamine C, par exemple, est un cofacteur pour la production du collagène du tissu conjonctif.
C’est pourquoi les personnes atteintes de scorbut – une forme grave de carence en vitamine C – peuvent avoir des problèmes de tissu conjonctif, notamment une faiblesse musculaire, des douleurs musculaires et même des saignements inexpliqués, car les tissus conjonctifs des vaisseaux sanguins ne peuvent pas être remplacés.
Les carences en vitamines sont une bonne illustration des effets de la carence en co-facteurs. Tout comme il existe de nombreuses carences en vitamines possibles avec de nombreux symptômes différents, il existe de nombreux co-facteurs dont notre corps a besoin pour effectuer ses diverses réactions biochimiques nécessaires.
Les besoins du corps en divers cofacteurs vitaminiques sont également la raison pour laquelle les nutritionnistes conseillent aux gens de « manger l’arc–en-ciel” – de nombreuses couleurs de plantes sont produites par des cofacteurs, donc en mangeant des fruits et des légumes dans une grande variété de couleurs contribue à garantir que nous consommons une variété saine de cofacteurs.
Minéraux
Comme les vitamines, les minéraux sont des produits chimiques de l’extérieur du corps qui doivent être ingérés pour permettre à nos cellules de fonctionner correctement. La différence est que si les vitamines sont des molécules organiques – des molécules contenant du carbone, qui sont souvent fabriquées par d’autres êtres vivants – les minéraux sont des substances inorganiques qui se produisent naturellement et se trouvent souvent dans les roches et le sol.
Les minéraux entrent souvent dans notre alimentation à partir des plantes, qui les extraient du sol par leurs racines avec de l’eau. Dans de rares cas, les personnes ayant des carences en vitamines peuvent ressentir l’envie de manger certains types de sol pour obtenir directement les minéraux du sol.
Les minéraux importants pour la santé humaine comprennent le cuivre, qui est nécessaire au fonctionnement de certaines enzymes hépatiques importantes qui décomposent les toxines; le fer, qui est nécessaire au fonctionnement de certaines enzymes métaboliques importantes; le magnésium, qui est nécessaire au fonctionnement de l’ADN polymérase et d’autres enzymes; et le zinc, qui est également nécessaire à l’ADN polymérase ainsi qu’à certaines enzymes hépatiques.
Comme pour les vitamines, il peut y avoir trop de bonnes choses – alors que les minéraux sont nécessaires en petites quantités pour que nos métabolismes fonctionnent, leur prise de fortes doses peut entraîner une toxicité et la mort. En effet, les surdoses de multivitamines contenant du fer sont une des principales causes de décès chez les enfants de moins de 4 ans, qui peuvent confondre ces multivitamines avec des bonbons.
Cofacteurs organiques Non vitaminiques
Certains cofacteurs sont des substances organiques non classées comme enzymes. Certains d’entre eux peuvent être fabriqués à l’intérieur de notre propre corps et ne sont donc pas qualifiés de vitamines.
Les cofacteurs organiques non vitaminiques comprennent l’ATP – un assistant essentiel à de nombreux processus biochimiques, qui transfère l’énergie à de nombreuses enzymes, protéines de transport, etc.; la coenzyme Q, qui joue un rôle vital dans la chaîne de transport mitochondriale; et l’hème, qui est un composé complexe contenant du fer nécessaire à nos cellules sanguines pour transporter l’oxygène dans tout notre corps.
Exemples de cofacteurs
Thiamine (vitamine B3)
La thiamine est une vitamine que l’on trouve principalement dans les graines comestibles telles que les haricots, le maïs et le riz. Pour améliorer la santé publique, la thiamine est souvent ajoutée artificiellement à des produits contenant du blé tels que les céréales pour le petit déjeuner.
Dans le corps, la thiamine est utilisée pour fabriquer de nombreuses co-enzymes qui aident à des processus importants. Il est transformé en pyrophosphate de thiamine, nécessaire pour décomposer les sucres et les acides aminés.
Une carence sévère en thiamine est l’une des causes du syndrome de Korsakoff – un trouble neurologique rare observé chez les personnes ayant une dépendance grave à l’alcool. Dans le syndrome de Korsakoff, une malnutrition sévère, un manque de thiamine et des lésions cérébrales dues à une consommation excessive d’alcool se combinent pour produire des symptômes graves, y compris des troubles de la mémoire. Certaines personnes atteintes du syndrome de Koraskoff ne sont pas en mesure de former de nouveaux souvenirs car le métabolisme de leur cerveau est tellement altéré.
Acide folique (vitamine B9)
L’acide folique est une autre vitamine qui est maintenant souvent ajoutée aux aliments pour améliorer la santé publique. Il est nécessaire que le corps produise de l’ADN, de l’ARN et des acides aminés, nécessaires à la croissance et à la division cellulaire.
Cela rend l’acide folique particulièrement essentiel pour les femmes enceintes, dont les fœtus produisent très rapidement de nouvelles cellules et tissus. Les carences en acide folique peuvent entraîner des malformations congénitales chez les bébés ou une anémie chez les femmes enceintes qui peuvent ne pas être en mesure de fabriquer suffisamment de nouvelles cellules sanguines pour les alimenter et le bébé.
Pour cette raison, il est recommandé à toutes les femmes en âge de procréer de parler à leur médecin de la prise de suppléments d’acide folique. Les résultats de la grossesse sont meilleurs lorsque suffisamment d’acide folique est présent dans le corps de la mère avant même le début de la grossesse.
Les amas Fer-soufre
Les amas Fer-soufre sont – vous l’aurez deviné – des amas d’ions fer et soufre qui peuvent former des arrangements stables. Ces grappes ont de nombreuses propriétés uniques qui ne se trouvent pas dans les acides aminés ou d’autres composés organiques.
Les propriétés uniques des amas fer-soufre les rendent très utiles pour les réactions biologiques impliquant des transferts d’électrons. Le fer et le soufre sont capables de stocker et de libérer des électrons avec une plus grande facilité que des atomes plus courants tels que le carbone.
Cela fait des amas fer-soufre une partie vitale des cofacteurs et des enzymes impliqués dans le transfert d’électrons et le transfert d’énergie, y compris la NADH déshydrogénase, la coenzyme Q, le cytochrome C et les Complexes I et II dans les mitochondries.
- Enzyme – Une protéine qui augmente la vitesse d’une réaction chimique. Les enzymes rendent la vie possible en catalysant des réactions qui autrement se dérouleraient très lentement.
- Minéral – Une substance inorganique naturelle, souvent présente dans les roches. Certains minéraux ont des propriétés chimiques utilisées par les cellules pour faciliter leurs processus vitaux.
- Vitamine – Un composé organique essentiel à l’activité biologique. Les vitamines doivent être consommées dans l’alimentation d’un organisme si celui-ci ne peut pas les fabriquer lui-même.
Quiz
1. Lequel si ce qui suit n’est PAS susceptible d’être un cofacteur?
A. Vitamine A
B. Fer
C. ATP
D. Aucun des éléments ci-dessus.
2. Pourquoi un minéral pourrait-il être utile comme cofacteur?
A. Les minéraux peuvent avoir des propriétés chimiques très différentes des composés organiques tels que le carbone.
B. Certains minéraux sont meilleurs pour accepter et donner des électrons que les composés organiques.
C. Les minéraux comprennent des atomes qui ne peuvent pas être produits par des êtres vivants, mais la plupart sont obtenus à partir de l’environnement.
D. Tout ce qui précède.
3. Pourquoi est-il important de manger une variété de fruits et légumes?
A. Parce que les fruits et légumes contiennent des minéraux qu’ils absorbent du sol par leurs racines.
B. Parce que les fruits et légumes contiennent des composés organiques que les animaux ne fabriquent pas eux-mêmes.
C. Parce que différents fruits et légumes comprennent différents cofacteurs nécessaires à la santé humaine.
D. Tout ce qui précède.